Борона глибокого рихлення бгр – 4,2 “солоха”

Корисна модель відноситься до сільськогосподарського машинобудування, до виробництва ґрунтообробних машин, а саме - до борони глибокого рихлення. Відома борона, яка містить основну раму, приєднані до рами передню та задню секції дисків, які мають внутрішнє сферичне заглиблення, колеса, закріплені на осях, вісь, яка прикріплена до основної рами, гідросистему, причіпний механізм для її приєднання до енергетичного засобу, котки на осях (Патент України на винахід №75523, м.кл. А01В7/00, А01В21/00, публ. 17.04.2006 [1]). Цей винахід раціонально змінює форму поверхні сферичного диску та параметрів взаємного розміщення сферичного диску та суміжних з ним котушок, що покращує якість роботи та надійність конструкції борони. Але таке технічне рішення не вирішує питання комплексного поліпшення технічних характеристик борони, а також покращення зручності та економічності її виготовлення, монтажу та поточного технічного обслуговування конструкції, а також якості обробки ґрунтів різного механічного складу. Найбільш близькою до запропонованого рішення є борона, яка містить основну раму з двох поздовжніх та двох поперечних балок з кронштейнами для кріплення конструктивних елементів, приєднані до рами передню та задню секції дисків, які закріплені на осях і мають внутрішнє сферичне заглиблення з протилежним розташуванням сферичності, колісну підвіску, що містить раму колісної підвіски, колеса, закріплені на осях, та вісь, яка прикріплена до основної рами, гідросистему, причіпний механізм для її приєднання до енергетичного засобу, котки на осях (Деклараційний патент України на корисну модель №26056, м.кл. А01В7/00, публ. 27.08.2007 [2]). Таке рішення дозволяє здійснювати технологічний процес дискування з розпушенням нижнього шару ґрунту на значну глибину за один прохід знаряддя, без виносу нижнього вологого шару на поверхню поля і без утворення ущільненої сегментоподібної у поперечному перерізі підошви, що покращує водно-повітряний режим в обробленому шарі ґрунту після виконання технологічного процесу його дискування. Але ця конструкція має резерв для удосконалення, вона не вирішує питання комплексного поліпшення технічних характеристик борони, а також покращення зручності та економічності виготовлення, монтажу та поточного технічного обслуговування конструкції, а також значного підвищення якості обробки ґрунтів різного механічного складу. В основу корисної моделі поставлено завдання створення корисної моделі, а саме - борони глибокого рихлення БГР - 4,2 "СОЛОХА", нові конструктивні елементи якої, взаєморозташування елементів, вузлів запропонованого пристрою дозволили б комплексно поліпшити технічні характеристики борони, покращити зручність та економічність виготовлення, монтажу та поточного технічного обслуговування конструкції, а також поліпшити якість обробки ґрунтів різного механічного складу, крім того - поширити асортимент продукції виробництва сільськогосподарського обладнання. Поставлене завдання вирішується тим, що запропонована борона глибокого рихлення БГР - 4,2 "СОЛОХА" містить основну раму з двох поздовжніх та двох поперечних балок з кронштейнами для кріплення конструктивних елементів, приєднані до рами передню та задню секції дисків, які закріплені на осях і мають внутрішнє сферичне заглиблення з протилежним розташуванням сферичності, колісну підвіску, що містить колеса, закріплені на осях, вісь, яка прикріплена до основної рами, гідросистему, причіпний механізм для її приєднання до енергетичного засобу, один або декілька котків на осях. Новим в запропонованій бороні є те, що вісь, на якій закріплена секція передніх дисків, а також вісь, на якій закріплена секція задніх дисків, виконані кожна у вигляді не менш ніж з трьох окремих валів, які спільно об'єднані відповідними балками, що закріплені до основної рами, а до таких балок приварені кронштейни, на які встановлені по дві поперечні планки, кожна з яких в трьох місцях закріплена малими п-подібними скобами. Як передня секція дисків, так і задня секція дисків містить не менш ніж шістнадцять дисків, кожна з яких об'єднана в дві крайні батареї дисків та не менш ніж в одну середню батарею дисків; кожна із двох крайніх батарей дисків містить не менш ніж по три диска, і кожна середня батарея дисків містить не менш, ніж чотири диска. До кожного диску прикріплений пристрій площинної форми для очищення диску від ґрунту, який розташований у внутрішньому сферичному заглибленні кожного з дисків, при цьому одна із сторін, а саме робоча сторона такогопристрою для очищення диску виконана заокругленою; кожен такий пристрій для очищення диску прикріплений до окремої стійки, кожна з яких закріплена до поперечних планок за допомогою болтів, які проходять в великих П-подібних скобах, що обхвачують та затискають стійку пристрою для очищення диску. По всій довжині на кожному з котків на його крайніх дисках та середніх кільцях закріплені робочі органи котків у вигляді виступаючих металевих ребер. В особливих випадках, при особливих умовах застосування запропонована борона характеризується додатково наступними ознаками. Переріз кожного з трьох валів, які спільно об'єднані відповідними балками, що закріплені до основної рами, має форму квадрата. Кожен із трьох окремих валів містить не менш ніж два підшипникових вузла. Кожен із трьох окремих валів закріплений до балки за допомогою не менш ніж двох вертикальних стійок, які нерухомо закріплені до балки з одного кінця, а з другого кінця ці стійкі містять отвори для кріплення до корпусу підшипникових вузлів. По краях кожного диску передньої секції виконані напівзаокруглені вирізи. Диски змонтовані на кожному з окремих валів за допомогою розпірних котушок, підшипникових вузлів та кінцевих шайб, при цьому одна з шайб, а саме - права шайба виконана з можливістю стопорної функції для лівої гайки, тобто здійснює функцію "контргайки". Кожний коток закріплений до основної рами борони шарнірно за допомогою двох з'єднувачів та за допомогою двох механізмів регулювання висоти положення котка відносно робочих органів борони, а саме - відносно передньої та задньої секції дисків. На основній рамі приварені кронштейни у вигляді ребер для кріплення з'єднувачів котків. Переріз кожного виступаючого металевого ребра котка має прямокутну форму. Кожне виступаюче металеве ребро закріплено на котку під кутом 10-12 градусів до напряму руху борони. Механізм регулювання висоти положення котка виконаний по типу "гвинт-гайка". Поздовжня балка енергетичного засобу з'єднана з тяговим брусом. Суть запропонованої корисної моделі пояснено графічними зображеннями: Фіг.1 - загальний вигляд корисної моделі (ізометрія); Фіг.2 - вигляд борони спереду; Фіг.3 - вигляд борони знизу; Фіг.4 - фрагмент передньої секції 7 (середня частина); Фіг.5 - загальний вигляд передньої секції 7; Фіг.6 - вигляд борони ззаду; Фіг.7 - фрагмент передньої секції 7 (ліва частина); Фіг.8 - фрагмент передньої секції 7 (права частина). Запропонована борона глибокого рихлення БГР - 4,2 "СОЛОХА" містить основну раму 1, яка зварена з двох повздовжніх балок 2 та 3 із двох поперечних балок 4 та 5. Для кріплення інших конструктивних елементів до основної рами 1 приварені кронштейни, позиції яких вказані далі за текстом при описі конкретних конструктивних елементів для кріплення яких призначені відповідні кронштейни. До основної рами 1 закріплена передня секція 7 дисків та задня секція 8 дисків. Диски передньої секції 7 та задньої секції 8 мають внутрішнє сферичне заглиблення з протилежним розташуванням сферичності. Диски передньої секції 7 закріплені на осі, яка виконана у вигляді трьох окремих валів, а саме - валу 9, валу 10 та валу 11 (Фіг.2, Фіг.3). Вали 9, 10, 11 об'єднані спільною балкою 12 (Фіг.2), яка закріплена до основної рами 1. Кожен із окремих валів 9, 10, 11 закріплений до балки 12 за допомогою не менш ніж двох вертикальних стійок 13 (Фіг.2), які нерухомо закріплені до балки 12 з одного кінця; а з другого кінця ці стійкі 13 містять отвори (позицією не зазначені) для кріплення корпусів підшипників 14 (Фіг.2, Фіг.3). Диски задньої секції 8 закріплені на осі, яка виконана у вигляді трьох окремих валів - валу 15, валу 16, валу 17, які об'єднані спільною балкою 18 (Фіг.3), яка закріплена до основної рами 1. Кожен із окремих валів 15, 16, 17 закріплений до балки 18 аналогічно кріпленню окремих валів на передній секції 7. Переріз кожного з валів 9, 10, 11, 15, 16, 17 має форму квадрату. Кожен із окремих валів 9, 10, 11, 15, 16, 17 містить не менш ніж два підшипникових вузла, які зазначені позицією 14 на Фіг.2, Фіг.3, Фіг.4. До балок 12 та 18 приварені кронштейни 19, на які встановлені по дві поперечні планки 20 (крайні) та 21 (середні) (Фіг.1, Фіг.4), кожні з яких в трьох місцях закріплена малими п-подібними скобами 22 (Фіг.4) з утворенням зазору між вищевказаними планками, який забезпечує можливість регулювання величини зазору між чистиком та диском відповідної секції. Таке закріплення планок в трьох місцях дозволяє запобігти можливої деформації цих поперечних планок 20 та 21. Передня секція 7 дисків містить не менш ніж шістнадцять дисків, які об'єднані в дві крайніх батареї 23 та не менш ніж в одну середню батарею 24: кожна із двох крайніх батарей 23 містить не менш ніж по три диска (на Фіг.5 - по п'ять дисків), і середня батарея 24 дисків містить не менш, ніж чотири диска (на Фіг.5 - шість дисків). Задня секція 8 дисків також містить не менш ніж шістнадцять дисків, які об'єднані в дві крайніх батареї 25 та 26 не менш ніж в одну середню батарею 27. Кожна із двох крайніх батарей 25 та 26 містить не менш ніж по три диска ( на Фіг.6 - по п'ять дисків) і середня батарея 27 містить не менш, ніж чотири диска, (на Фіг.6 - шість дисків). По краях кожного диску передньої секції 7 виконані напівзаокруглені вирізи. Диски передньої секції 7 та задньої секції 8 змонтовані на окремих валах 9, 11, 12, 15, 16, 17 за допомогою розпірних котушок 28 (Фіг.2, Фіг.3, Фіг.4, Фіг.5), підшипникових вузлів 14 (Фіг.2, Фіг.3, Фіг.4), та кінцевих шайб 29 (Фіг.7) та 30 (Фіг.8). Одна з кінцевих шайб (права) 30 (Фіг. 8) виконана з можливістю стопорної функції для лівої гайки, тобто вона здійснює функцію "контргайки". До кожного диску передньої секції 7 та задньої секції 8 прикріплений пристрій площинної форми 31 (чистик) для очищення диску від ґрунту (Фіг.1, Фіг.4, Фіг.8). Пристрій 31 розташований у внутрішньому сферичному заглибленні кожного з дисків. Одна із сторін - робоча сторона пристрою 31 виконана заокругленою. Кожен із цих пристроїв 31 прикріплений до окремої стійки 32 (Фіг.2, Фіг.4, Фіг.8), кожна з яких закріплена до поперечних планок 20 та 21 (Фіг.1, Фіг.4) за допомогою болтів, які проходять в великих П-подібних скобах 33 (Фіг.4, Фіг.8), що обхвачують та затискають стійку 32 пристрою 31. Колісна підвіска 34 містить чотири колеса 35 з пневматичними шинами, закріпленими на осі 36; колісна підвіска 34 з'єднана з основною рамою 1 підшипниками ковзання 37 (Фіг.1). Гідросистема 38 (Фіг.1) містить гідроциліндри, в кожному з яких один з кінців виконаний у вигляді "вилки", рукава високого тиску, металеві маслопроводи, деталі кріплення гідросистеми до основної рами 1, штуцери для з'єднання всіх деталей гідросистеми, розривні муфти. Гідросистема є стандартною за вмістом її елементів, тому ці елементи окремими цифровими позиціями не зазначені. Причіпний механізм 39 (Фіг.1, Фіг.3) для приєднання до енергетичного засобу тяговим брусом 40 (Фіг.1, Фіг.3) та до основної рами 1 (Фіг.1) двома пластинами-накладками 41 (Фіг.3) є загальновідомим за складом елементів. Причіпний механізм 39 обладнаний пружинним гасником 42 та гвинтовим регулятором рівня 43 (Фіг.1), що забезпечують однакову робочу глибину для передньої та задньої секцій 7, 8 дисків відповідно. Для додаткового подрібнення ґрунту та вирівнювання борона містить два котки 44 та 45, які об'єднані однією спільною рамою 46; кожний з котків 44 та 45 містить два підшипникових вузла 47 та два основних (крайніх) диска 48, між якими встановлені кільця (середні) 49 (Фіг.1). В пази двох основних дисків 48 та в пази кілець 49 по всій довжині кожного з котків 45 та 46 вварені робочі органи котків у вигляді виступаючих металевих ребер 50 (Фіг.1, Фіг.2), переріз яких має прямокутну форму. Ребра 50 нахилені під кутом 10-12 градусів до напряму руху борони: це здійснено не по системі "паз напроти пазу", а за рахунок розташування пазів в основних дисках 48 та кільцях 49 на різних рівнях. Рама 46 котків 44 та 45 прикріплена до кронштейнів 51 основної рами 1, які виконані у вигляді ребер з'єднувачами 52 шарнірно та за допомогою виконаних по типу "гвинт-гайка" двох механізмів 53 для регулювання висоти положення котків 44 та 45 відносно робочих органів борони, а саме - відносно передньої та задньої секцій 7 та 8 відповідно. Запропонована борона глибокого рихлення працює наступним чином. При обробці ґрунту при переміщенні по полю диски передньої секції 7 та задньої секції 8 обертаються і, заглиблюючись у ґрунт, подрібнюють його разом з пожнивними залишками (рештками). По ввігнутих поверхнях дисків передньої секції 7 та задньої секції 8 подрібнений ґрунт піднімається і перемішується з пожнивними залишками. Розташування дисків передньої секції 7 та задньої секції 8 на бороні відповідно до запропонованої конструкції дозволяє забезпечити повне подрібнення ґрунту та пожнивних залишків завдяки тому, що диски задньої секції 8 входять в проміжки між дисками передньої секції 7. Передня секція 7 дисків під час обробки ґрунту закріплена жорстко, а під час настроювання цієї секції 7 існує можливість руху секції 7 за рахунок її кріплення до основної рами 1. Задня секція 8 дисків під час обробки ґрунту також закріплена жорстко. А під час настроювання цієї секції існує можливість її руху також за рахунок кріплення її до основної рами 1. Таке кріплення секцій 7 та 8 дозволяє підвищити якість обробки ґрунту за рахунок можливості утворення кута атаки залежно від щільності, забур'яненості, вологості, твердості, від розміру залишків попереднього врожаю. При контакті з пристроями 31 (чистиками) ґрунт рівномірно сходить з ввігнутої поверхні дисків передньої секції 7 та задньої секції 8 , забезпечуючи рівну поверхню ґрунту на обробленому полі. При цьому завдяки оригінальному закріпленню кожної стійки чистика до поперечних планок за допомогою болтів, які проходять в великих П-подібних скобах 33 (Фіг.4), що обхвачують та затискають стійку чистика, велика П-подібна скоба 33 не дозволяє провертатись стійці чистика 32, тобто відбувається жорстке закріплення чистика, що дозволяє зручно та швидко здійснити монтаж та демонтаж чистика, та регулювати зазори між чистиком і диском по мірі зносу чистика, пересуваючи стійки 32 по планках 20, 21 (Фіг.4). Котки 44 та 45, які розміщені за дисками, в процесі роботи додатково подрібнюють і прикочують верхній шар ґрунту. Завдяки наявності на котках виступаючих металевих ребер 50 забезпечується збільшення ефективності не тільки подрібнення ґрунту, але й його вирівнювання, прикочування. В транспортне або робоче положення борона переводиться за допомогою гідросистеми. Управління здійснюють важелями гідророзподільника з кабіни трактора. Колісна підвіска 34 (Фіг.1) з чотирма колесами на пневматичних шинах, що приєднана до основної рами 1 за допомогою підшипників ковзання 37, опускається і піднімається за допомогою гідросистеми. В нічний час борона та ділянка поля, що обробляється, освітлюється фарами трактора. Запропонована борона пройшла широкі випробування в польових умовах при обробці ущільнених ґрунтів різного механічного складу з подрібненням та заробкою в ґрунт пожнивних залишків, а також для підготовки ґрунту під посів озимих після збирання просапних культур без основного глибокого обробітку. Необхідну якість роботи з досягненням технічного результату запропонована борона забезпечує при вологості ґрунту від 13 до 27% та твердості до 3,5МПа і може використовуватися у всіх ґрунтово-кліматичних зонах України. Борона призначена для роботи як на рівних ділянках, так і на схилах. В запропонованій бороні конструкції секцій дисків, їх взаєморозташування дають змогу працювати бороні з високим ступенем якості, незважаючи на твердість ґрунту та поживні залишки на поверхні поля. Досягається це в Першу чергу за рахунок великого навантаження на диск та комбінації дисків, що забезпечує ефективне підрізання ґрунту, та подрібнення пожнивних залишків, диски запропонованої борони краще перемішують ґрунт та подрібнюють його, завдяки цьому борона подрібнює і пожнивні залишки великих розмірів. Підвищення надійності та прискорення ремонту забезпечується тим, що вісь, на якій закріплена секція передніх дисків, а також вісь, на якій закріплена секція задніх дисків, виконані кожна не менш ніж з трьох окремих валів, які об'єднані спільною балкою, що закріплена до основної рами. Наявність чистиків забезпечує ефективне очищення дисків і як наслідок - забезпечується більш ефективна робота всієї конструкції, підвищується якість обробки ґрунту. Кожна велика П-подібна скоба, що обхвачує та затискає стійку пристрою для очищення диску - чистику не дозволяє провертатись стійці чистика та чистику, тобто відбувається жорстке закріплення чистика, що дозволяє зручно та швидко здійснити монтаж та демонтаж чистика, та регулювати зазори між чистиком і диском по мірі зносу чистика. Котки запропонованої борони додатково подрібнюють великі грудки, а після їх роботи створюється фон, який зменшує випаровування вологи з ґрунту. Ребра котків не дають їм забиватися рослинними рештками та вологим ґрунтом. Закріплення (вварення) по всій довжині на кожному з котків борони на його крайніх дисках та середніх кільцях робочих органів котків у вигляді виступаючих металевих ребер, тобто виконання котків ребристими, забезпечує кращій ефект подрібнення та прикочування ґрунту - котки не тільки вирівнюють ґрунт, як в прототипі, але й додатково його подрібнюють. Завдяки не тільки кожному окремому новому елементу запропонованої борони досягається технічний результат, але й комбінаційний зв'язок елементів борони дозволяє підвисити ефективність цієї конструкції. Однією з головних переваг запропонованої борони є те, що вона за рахунок особливості її конструкції забезпечує стабільну глибину обробітку ґрунтів різного механічного складу. Робоча швидкість борони - до 10км/год., продуктивність- до 4,2га за 1 годину, ширина захвата - 4,2м, глибина обробітку - до 22см, витрата пального - 9,3-11,5л/га. Технічний результат, який досягається запропонованим технічним рішенням, досягається саме в межах кількісних характеристик, які характеризують запропоновану борону і наведені в формулі корисної моделі - за межами таких значень технічний результат не досягається. Сукупність усіх ознак запропонованої борони для глибокого рихлення ґрунтів, в тому числі нові ознаки дозволяють за рахунок нових елементів, взаєморозташування елементів, вузлів запропонованого пристрою поліпшити технічні характеристики борони, при цьому покращити зручність та підвищити економічність виготовлення, монтажу та поточного технічного обслуговування конструкції, а також поліпшити якість обробки ґрунтів різного механічного складу. Виробництво такої борони глибокого рихлення дозволяє БГР - 4,2 "СОЛОХА" також поширити асортимент сільськогосподарського обладнання сучасного покоління. Джерела інформації: 1. Патент України на винахід №75523, м.кл. А01В7/00, А01В21/00, публ. 17.04.2006. 2. Деклараційний патент України на корисну модель №26056, м.кл. А01В7/00, публ. 27.08.2007 - прототип.